CN107057919A - 一种均匀铺料的全自动上甑机器人 - Google Patents

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张秋菊
王锦坤
陈中杰
王嵩
李克修
周届
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12G3/00—Preparation of other alcoholic beverages
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Abstract

本发明提供了一种均匀铺料的全自动上甑机器人，包括立柱100、接送料系统200、酿酒料层温度场采集与分析系统300以及多功能铺料头系统400；其中立柱的作用是将200、300、400放置到酿酒桶上方位置；接送料系统将酿酒料以期望的流量进行及时输送；酿酒料层温度场采集与分析系统基于红外图像传感器检测酿酒料层表面的温度，分析其梯度分布情况和各梯度区域的中心坐标，并将其传送给铺料头控制系统；多功能铺料头根据控制系统的指令，能实现铺放点定位、酿酒料的螺旋输送、打散和铺放。本发明采用机器人和图像识别技术自动完成酿酒料的有序、定区域、定量铺放，消除了人工布料的缺陷，减少了酒精蒸汽的逸出，提高了酿酒的效率。

Description

一种均匀铺料的全自动上甑机器人
技术领域
本发明属于机械设备领域，具体涉及一种均匀铺料的全自动上甑机器人，是一种能自动完成酿酒料上甑的机械系统；特别适合于白酒酿造工艺中上甑时使用。
背景技术
白酒酿造是以粮食为主要原料，经过固态发酵、蒸馏等工序获得白酒的工艺过程。根据生产工艺要求，在酿酒料上甑过程中，酿酒料表面有气体即将冒出时要及时用酿酒料定点覆盖，减少挥发，不能采用整体敷料的方法处理，且敷料不能夯实处理，堆料过程中要保持相对酥松，以便出酒。
传统酿酒生产采用人工布料，主要通过人工来观察，凭经验判断需要铺放酿酒料区域，容易产生误判，且酿酒料铺放量也不能准确把握，影响成酒的质量，同时对工人的技术要求很高，劳动强度也比较大。另外有些酿酒料具有一定的粘度，容易成团，会影响出酒的效率。
发明内容
本发明克服了上述不足，提出了一种均匀铺料的全自动上甑机器人。
一种均匀铺料的全自动上甑机器人，其特征在于：包括立柱、接送料系统、酿酒料层温度场采集与分析系统以及多功能铺料头系统；
所述酿酒料层温度场采集与分析系统基于红外图像传感器检测酿酒料层表面的温度，分析其梯度分布情况和各温度梯度区域的中心坐标，将其传送给控制系统；所述多功能铺料头根据控制系统的指令，与所述立柱和接送料系统共同作用，将酿酒料由接料斗运送至指定的铺放点，完成酒料的及时有序的定区域铺放；所述接送料系统负责控制料仓出口的开关、螺旋输送速度等，及时将酿酒料以期望的流量输送，最终由多功能铺料头输出，并且没有缺料和堵料的现象，还能将料仓和送料系统的状态传送给计算机，便于系统做出智能决策。
而且，所述立柱包括一个旋转自由度和一个上下移动自由度；所述立柱安装于两酿酒桶之间的底座上，在电机配合回转盘减速器的驱动下，可做回转运动；伺服电机带动滚珠丝杠，可实现立柱的上下移动；所述接送料系统的接料端与立柱连接，可随立柱做转动和上下移动，其出料端与所述多功能铺料头连接。
而且，所述多功能铺料头系统，内部含有齿轮联动机构，使铺料头在摆动的同时实现升降运动，从而保证铺料头在任意摆角时出料口高度基本保持不变；所述铺料头内部装置有螺旋输送装置，通过控制螺旋输送装置的启停和转速，可实现出料速度和出料量的精确控制，另外在铺料头的出料口还装置有酿酒料打散装置，满足了酿酒料的打散铺放要求。
而且，所述酿酒料层温度场采集与分析系统包括红外图像传感器、超声波传感器以及计算机处理终端；所述红外图像传感器检测酿酒料层表面的温度信息，将其传送给计算机终端，所述超声波传感器采集酿酒料层的高度信息，将其传递给计算机终端；所述计算机终端基于酿酒料表面的温度信息，分析出酿酒料层表面的温度梯度分布情况，并得出各温度梯度区域的中心的二维坐标，结合酿酒料层的高度信息确定各温度梯度区域中心的空间坐标。
本发明的有益技术效果是：
1.本发明实现了酿酒料上甑的自动化，避免上甑过程中人为因素造成的不良影响，提高了酿酒的效率，降低了工人的劳动强度。
2.本发明通过红外图像传感器和超声波传感器分别采集酿酒料层表面的温度信息和料层的高度信息，通过计算机处理分析，能准确地得出酿酒料层表面各温度梯度区域的中心的空间坐标。便于后续有序的对指定区域进行酿酒料的铺放，有效的防止了酒精蒸汽的溢出。
3.本发明的多功能铺料头系统中采用了螺旋输送装置输送酿酒料，通过控制螺旋输送装置的启停和转速，能准确地控制铺放酿酒料的量。
4.本发明的多功能铺料头系统通过齿轮联动机构使铺料头在摆动的同时实现升降联动，从而保证了铺料头在任意摆角时出料口高度基本保持不变。
5.本发明的多功能铺料头系统在出料口装置有酿酒料的打散装置，在该装置的作用下，易成团的酿酒料也能满足松散敷料的要求。
附图说明
图1是本发明的上甑机器人总装示意图。
图2是本发明的上甑机器人部件示意图。
图3是本发明的铺料头装配图。
图4是本发明的铺料头装配图的剖视图。
【附图符号说明】100.立柱；200.接送料系统；300.温度场采集与分析系统；400.多功能铺料头系统；101.立柱(部件)；201.接送料支架；202.接料斗；203.送料管；301.超声波传感器；302.红外图像传感器；401.铺料头悬臂；402.铺料头；403.打散装置；404.螺旋输送装置；405.齿轮齿条联动机构
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图2所示，前运输系统连续不断的将发酵后的酿酒料运送至本发明的接料斗202，酿酒料进入接料斗202后，在送料管203内部的螺旋输送装置的输送下到达铺料头悬臂401上方，如图4所示，铺料头悬臂401是中空的，酿酒料从送料管203经过铺料头悬臂401进入铺料头402内部，在铺料头内部螺旋输送装置404的输送下，从铺料头的出料口输出，控制铺料头内部螺旋输送装置404的启停和转速，可精确控制铺料头的出料量，另外，酿酒料在输出之前还经过铺料头端部的打散装置403进行了打散处理。
一种均匀铺料的全自动上甑机器人的工作过程如下：
在控制系统的作用下，酿酒料通过上述过程从接料斗202定量的运送至铺料头402出口处，并经过打散处理；与此同时接送料支架201随立柱101转动，使多功能铺料头位于酿酒桶上方适当的位置；通过铺料头悬臂401的旋转和铺料头402的摆动将酿酒料均匀的在酿酒桶内铺撒一层。
接下来，红外图像传感器302随着铺料头旋转一周，拍摄酿酒桶内料层表面，并将红外热图像传送至计算机，计算机通过相关分析和处理，得出酿酒料层表面各温度梯度区域的中心坐标，再结合由超声波传感器301得到的料层高度信息，得出各温度梯度区域中心的空间坐标。控制系统判断出将会溢出酒精蒸汽的区域，并按照温度梯度高低将这些区域排序，最后将这些区域的中心坐标和排序信息传送给控制系统，在控制系统的控制下，根据温度梯度由高到低的次序对这些区域进行定量定区域补料，避免酒精蒸汽的溢出。
补料完成后，再按上述步骤在酿酒桶内均匀的铺撒一层酿酒料，再对指定区域进行定量定区域补料，如此反复下去，直到酿酒桶里铺满酿酒料为止，则自动上甄过程完成。
另外，如图4所示，铺料头402的摆转运动与升降运动通过齿轮齿条机构405联动，保证了铺料头摆动任意角度，出料口所处的高度都基本不变，因此每次均匀铺料和定量定区域补料的过程中都只需要立柱101做一次上升运动，极大的提高了系统的稳定性。

Claims (5)

1.一种均匀铺料的全自动上甑机器人，其特征在于：包括立柱、接送料系统、酿酒料层温度场采集与分析系统以及多功能铺料头系统；
所述酿酒料层温度场采集与分析系统基于红外图像传感器检测酿酒料层表面的温度，分析其梯度分布情况和各温度梯度区域的中心坐标，将其传送给控制系统；所述多功能铺料头根据控制系统的指令，与所述立柱和接送料系统共同作用，将酿酒料由接料斗运送至指定的铺放点，完成酒料的及时有序的定区域铺放；所述接送料系统通过控制料仓出口的开关、螺旋输送速度等，及时将酿酒料以期望的流量输送，最终由多功能铺料头输出，并且没有缺料和堵料的现象，还能将料仓和送料系统的状态传送给计算机，便于系统做出智能决策。
2.根据权利要求1所述的一种均匀铺料的全自动上甑机器人，其特征在于：所述立柱包括一个旋转自由度和一个上下移动自由度；所述立柱安装于两酿酒桶之间的底座上，在电机配合回转盘减速器的驱动下，可做回转运动；伺服电机带动滚珠丝杠，可实现立柱的上下移动；所述接送料系统的接料端与立柱连接，可随立柱做转动和上下移动，其出料端与所述多功能铺料头连接。
3.根据权利要求1所述的一种均匀铺料的全自动上甑机器人，其特征在于：所述酿酒料层温度场采集与分析系统包括红外图像传感器、超声波传感器以及计算机处理终端；所述红外图像传感器检测酿酒料层表面的温度信息，将其传送给计算机终端，所述超声波传感器采集酿酒料层的高度信息，将其传递给计算机终端；所述计算机终端基于酿酒料表面的温度信息，分析出酿酒料层表面的温度梯度分布情况，并得出各温度梯度区域的中心的二维坐标，结合酿酒料层的高度信息确定各温度梯度区域中心的空间坐标。
4.根据权利要求1所述的一种均匀铺料的全自动上甑机器人，其特征在于：所述多功能铺料头可做回转运动和摆转运动，其内部含有齿轮联动机构，使铺料头在摆动的同时实现升降运动，从而保证铺料头在任意摆角时出料口高度基本保持不变。
5.根据权利要求1所述的一种均匀铺料的全自动上甑机器人，其特征在于：所述铺料头内部装置有螺旋输送装置，通过控制螺旋输送装置的启停和转速，可实现出料速度和出料量的精确控制，另外在铺料头的出料口还装置有酿酒料打散装置，满足了酿酒料的打散铺放要求。
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